题目内容

3.在升降机里,用一根竖直弹簧悬挂一个小球,如图所示,已知升降机静止时,弹簧伸长5cm,取重力加速度g=9.8m/s2,下列关于升降机运动情况的说法正确的是(  )
A.以9.8m/s2的加速度减速下降时,弹簧伸长7.5cm
B.以4.9m/s2的加速度减速上升是,弹簧伸长2.5cm
C.以4.9m/s2的加速度加速上升是,弹簧伸长2.5cm
D.以9.8m/s2的加速度加速下降时,弹簧伸长7.5cm

分析 以物体为研究对象,已知物体的加速度大小和方向,根据牛顿第二定律和胡克定律结合求解.

解答 解:A、设物体的质量为m,弹簧的劲度系数为k.
静止时,mg=kx1,x1=$\frac{mg}{k}$
以物体为研究对象,减速下降时,加速度向上,处于超重状态,弹簧应伸长,设伸长量为x2
根据牛顿第二定律得:kx1-mg=ma,x1=$\frac{m(g+a)}{k}$=$\frac{2mg}{k}$=2x1=10cm.故A错误.
B、以4.9m/s2的加速度减速上升时,加速度向下,物体处于失重状态,设弹簧的伸长量为x3
   mg-kx3=ma,x3=$\frac{1}{2}{x}_{1}$=2.5cm,故B正确.
C、以4.9m/s2的加速度加速上升时,加速度向上,物体处于超重状态,设弹簧的伸长量为x4
   kx4-mg=ma,x4=2.5x1=12.5cm.故C错误.
D、以9.8m/s2的加速度加速下降时,物体处于完全失重状态,弹簧的伸长量为0,故D错误.
故选:B.

点评 本题应用牛顿定律分析失重现象.对于超重和失重现象的判断,关键抓住加速度方向:加速度向上时,产生超重现象;相反,产生失重现象.

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